铝微夹杂物分析

光学发射光谱法（OES）可以快速、经济、方便地对固体铝样品进行元素分析。热科学™ 艾尔伊斯帕克™ Series metals analyzer（图1）是一个OES光谱仪平台，以前所未有的精度和准确度提供卓越的性能，用于分析铝，从痕量到合金元素水平。通过Spark DAT（Spark Data Acquisition and Treatment，火花数据采集和处理）方法，ARL iSpark可以取代或简化传统的夹杂物评估方法。

图1所示。Thermo Scientific™ARL iSpark™系列金属分析仪。

Thermo Scientific™ARL iSpark™系列金属分析仪的优点

的ARL iSpark 8860或8880光谱仪结合Spark-DAT分析产生以下好处:

• 内含物分析和元素浓度分析的能力显著降低了内含物分析的投资成本。
• 在取样后不久提供夹杂物数据的能力为金属精化的过程控制提供了关键的见解。
• 方便地检测随机分布的外来夹杂物，并快速分析非常大的表面积。
• 包合分析和相关样品制备所需的时间非常少。
• 在分析元素浓度的同时进行夹杂物分析，每小时分析30多个样品。
• 可对所有经OES分析的样品进行包含分析。
• 操作不需要额外的成本和时间。

治疗原则

与OES浓度分析相比，通过Spark DAT方法，ARL iSpark能够使用不同的处理原理。所有单个火花的光强度值都经过特殊的数学处理，而不是积分和转化为浓度。单火花信号的强度取决于被相应单火花击中位置处的样品成分。如果烧蚀样品材料中的元素浓度远大于基质中可溶形式的浓度，则会产生强度峰值。

实践方面和分析时间

Spark-DAT方法由软件和专门的算法组成，仅提供pmt。利用单火花采集(single spark Acquisition, SSA)获得的单火花强度进行夹杂物分析和常规元素浓度分析，从而同时进行两种类型的分析。由于Spark-DAT原始数据集非常庞大和复杂，与感兴趣的数据相关的值是使用快速专用算法计算的。结果值可以像传统的OES结果一样由分析软件进行处理。

对于单个测量，仅Spark-DAT分析就需要7秒，其中包括2秒的Ar刷新。该模式仅适用于快速计算和确认包含类型，获取原始数据进行离线解释。尽管如此，Spark-DAT分析和浓度分析具有更大的潜力。在这种情况下，平均分析时间如下表所示:

应用程序	模型	时间[秒]
纯铝	陆军研究实验室的iSpark 8860/8880	16
低合金铝及铝合金	陆军研究实验室的iSpark 8860/8880	22

这些分析时间(与标准元素分析相同)使得在许多环境中执行包含分析，特别是在铝生产中。

Spark-DAT包含分析的好处

火花DAT夹杂物分析为:

• 质量保证的包含控制
• 通过在线监测夹杂物进行过程控制
• 在一天内筛查数百个样本
• 评估包含物的数量和类型
• 替代长时间或昂贵的分析技术。

夹杂物数量和类型的估算

使用峰值算法计算特定元素通道上的强度峰值是Spark-DAT方法的最简单应用。计算强度峰值可以估计含有该元素的夹杂物的数量。如图2所示，通过对比包体元素通道上所计数的峰数，可以很容易地确定干净的和不干净的铝样品。

图2。比较夹杂物元素通道上的峰数有助于识别干净和肮脏的铝样品。

该算法组合使得能够在同一单火花期间同时计算不同元件的通道上出现的重合峰值。可以使用算法成分计算多达四个通道的重合度，从而实现复杂夹杂物金属间相或夹杂物团的化学配方（图3）。此外，检查非一致性和一致性的选项消除了包含类型上的歧义。

图3。组合算法最多可以统计4个通道的巧合。

定性大小和大小分布

由于大夹杂物通常会影响金属质量，因此了解夹杂物的大小或其尺寸分布是至关重要的。可以使用peak和Composition这两种算法来计数属于不同强度类别的信号。对连续阈值之间的夹杂物进行评估，可以得到它们所划定的大小类别中的夹杂物数量。

图4显示了相对于小尺寸夹杂物的3-SD与6-SD之间、相对于中等尺寸夹杂物的6-SD与9-SD之间以及大于9-SD与较大尺寸夹杂物之间的峰值与一致性计数示例。这种评估能够产生定性的夹杂物尺寸分布。

图4。计算连续阈值之间的夹杂物可提供它们所界定的尺寸类别中的夹杂物数量。

在线分析和离线调查

可以同时监测Spark-DAT结果、强度峰计数和浓度值的重合峰。它也可以像任何标准的OES结果一样处理、显示、传输和存储Spark-DAT结果。图5显示了OXSAS屏幕，显示了分析的部分结果，包括元素测定和包含相关信息(峰计数，定性大小分布)。

图5。描述分析部分结果的OXSAS屏幕，包括元素测定和包含相关信息。

可以将Spark-DAT强度数据存储在标准文本(.txt)或逗号分隔值(.csv)文件中，这些文件可以离线用于后续的包含分析或新技术或算法的研究和开发。它们可以用OXSAS中集成的Spark-DAT查看器以图形方式表示。Thermo Scientific继续改进现有算法或创建新的算法，现有用户可以在OXSAS升级的同时访问这些算法。

结论

的ARL iSpark 8860和ARL iSpark 8880金属分析仪它是一个多功能的工具，具有可选的Spark-DAT方法。在铝行业，Spark-DAT方法为常规使用或研究提供了快速、方便和经济的夹杂物分析解决方案。最简单的Spark-DAT方法可以在几秒到几分钟内实现内含物的超快在线计数、成分测定和定性大小分类。有效地控制了铝生产过程中的夹杂物。

这些信息已经从赛默费雪科学元素分析仪提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问赛默费雪科学元素分析仪。